Most Randselva to dotychczas najdłuższy most na świecie zbudowany bez rysunków, ponieważ opiera się wyłącznie na modelach BIM. Jest to betonowy most wspornikowy o długości 634 m nad rzeką Randselva w Norwegii, w pobliżu miasta Hønefoss, około 50 km na północny zachód od stolicy Norwegii, Oslo.
W tym artykule przeczytasz pierwszą część serii w której piszemy o największych wyzwaniach stojących przed zespołami projektowymi i wykonawczymi na tym kontrakcie typu zaprojektuj i wybuduj. Ponadto prezentujemy praktyczne rozwiązania, które zostały zastosowane w tym fascynującym projekcie bazującym na modelach.
Ten artykuł jest częścią przygotowanego przez BIM Corner studia przypadków – pt. Dzielenie się najlepszymi praktykami z Norwegii. Aby przeczytać cały dokument kliknij tutaj!
Spis treści
1. Informacje o projekcie
Najpierw przyjrzyjmy się ogólnym informacjom o projekcie. Most Randselva (w języku norweskim: Randselvabru) to betonowy most wspornikowy o długości 634 m nad rzeką Randselva w Norwegii, w pobliżu miasta Hønefoss, około 50 km na północny zachód od stolicy Norwegii, Oslo. Jest częścią autostrady E16, która biegnie przez Norwegię do Szwecji. Projekt obejmował konstrukcję mostu oraz 1,5 km dróg po obu stronach i został otwarty w lipcu 2022 r.
Typ kontraktu: Zaprojektuj i zbuduj
Klient: Statens Vegvesen (Norweski Zarząd Dróg Publicznych)
Główny wykonawca: PNC Norwegia
Projektowanie, obliczenia i modele BIM: Sweco Norwegia
Projektowanie, obliczenia i kontrola modeli BIM: Armando Rito Engenharia
Lata budowy: 2019-2022
Wartość kontraktu: 463 miliony NOK (około 46 milionów euro) bez VAT
Całkowita długość mostu: 634 m
Cztery interesujące fakty:
- 95% wszystkich informacji była przekazywanych od projektanta do wykonawcy poprzez pliki IFC
- Projektowanie parametryczne było bardzo szeroko stosowane
- Model BIM zawiera ponad 200 000 prętów zbrojeniowych i 250 kabli napinających
- Zespół projektowy podzielony był na 5 zespołów w 5 krajach (przy użyciu Model Sharing)
2. Wyzwania podczas projektowania
Już na etapie przetargu zdecydowano, że projekt będzie realizowany w oparciu o metodykę BIM, a wszystkie obiekty będą modelowane w 3D. Geometria mostu jest skomplikowana, gdyż wymagała dopasowania do istniejącego terenu i planowanej drogi. Dlatego też największe wyzwania projektowe wiązały się ze stworzeniem złożonego modelu BIM i obejmowały:
- Skomplikowana geometria mostu
- Ogromna ilość kabli sprężonych w pomoście mostu
- Czasochłonne modelowanie zbrojenia
- Obsługa rewizji
- Projektanci pracujący w różnych krajach
- Zapewnienie odpowiedniej jakości modelu BIM
3. Rozwiązania dla procesu projektowego
Na każde wyzwanie jesteśmy w stanie znaleźć dobre rozwiązanie. Na moście Randselva rozwiązaliśmy wyzwania związane z projektowaniem złożonego mostu bez korzystania z rysunków, stosując następujące rozwiązania:
- Podział projektu na części
- Przepływ pracy
- Oprogramowanie
- Plan wykonania BIM – BEP / BIM manual
- Sesje ICE i hackatony
- Projektowanie parametryczne
- Prawidłowe informacje we właściwym miejscu
- Ścisła współpraca z wykonawcą
- Wizualizacja modelu
W pierwszej części serii, w tym artykule, opiszemy pierwsze cztery rozwiązania.
3.1. Podział projektu na części
Jest takie słynne powiedzenie: „Jak zjeść słonia?”. Jeden kęs na raz!”. Inaczej mówiąc: pokrój słonia na kawałki. Oznacza to podzielenie czegoś dużego, co jest trudne w obsłudze, na mniejsze części, którymi łatwiej jest zarządzać. Podobną metodę można zastosować przy podejściu do trudnego lub skomplikowanego projektu. W przypadku mostu Randselva, ze względu na jego rozmiar, na początku projektu zdecydowano się podzielić modele na 8 części podkonstrukcji dla każdej osi i 3 części konstrukcji nośnej.
Najważniejszy jest podział konstrukcji na praktyczne części konstrukcyjne, zgodnie z metodą produkcji wykonawcy. Dlatego np. podkonstrukcja posiadała 8 niezależnych modeli. Dla każdej osi od 1 do 8 model składał się z pali, fundamentu i słupa. W ten sposób zespół roboczy wykonawcy mógł otworzyć dokładnie taki model, jaki był mu potrzebny do produkcji.
W fazie przetargowej projektu, ze względu na harmonogram, wykonawca zdecydował się rozpocząć budowę konstrukcji nośnej w trzech miejscach: na osi 2 (metoda wspornikowa), na osi 3 (również metoda wspornikowa) i na osi 8 (ruchomy system rusztowań / MSS). W tym celu wykorzystano trzy zestawy rusztowań. W rezultacie projektant podzielił konstrukcję nośną na 3 części:
- Od osi 1 do osi 2,5 – Metoda wspornikowa
- Od osi 2,5 do osi 4 – Metoda wspornikowa
- Z osi 4 do osi 8 – System rusztowań ruchomych / MSS
Kolejną zaletą podziału projektu na części są mniejsze modele (z mniejszym rozmiarem pliku), które można szybciej otworzyć i zarządzać nimi. Z tymi podziałami wiąże się jednak także wyzwanie: zespół projektowy musi pamiętać o zależnościach pomiędzy modelami. Przykładowo początkowe pręty zbrojeniowe znajdujące się w konstrukcji nośnej należy zamodelować w słupach, gdyż to one będą wykonywane w pierwszej kolejności. Projektanci powinni przeprowadzić kontrolę jakości, łącząc modele ze sobą i sprawdzając, czy zadbano o zależności między częściami.
3.2. Przepływ pracy
Kluczem do skutecznego wykorzystania BIM jest zrozumienie, kto będzie korzystał z modelu BIM i zrozumienie, jakiego rodzaju informacje użytkownicy będą musieli wyciągnąć z modelu. Modele BIM mostu Randselva były wykorzystywane do wielu celów na drodze od projektowania do fazy użytkowania, jak pokazano w procesie BIM na poniższym rysunku. Użytkownicy różnych faz mają zazwyczaj odmienne wymagania w zakresie informacji i korzystają z innego oprogramowania do pobierania danych.
W projekcie mostu Randselva kontrola wielobranżowa i niezależna kontrola dla procesu projektowania odbywała się głównie przy użyciu oprogramowania Solibri w połączeniu z plikami BCF.
Na etapie budowy model był wykorzystywany do czterech głównych celów schematycznie pokazanych na poniższym rysunku:
A. Roboty ziemne
B. Budowa rusztowań / Pomiary
C. Produkcja i umieszczanie produktów dostawców
D. Montaż zbrojenia (i systemów sprężających)
Wszystkie te cztery różne cele wymagają specjalistycznego oprogramowania i odpowiednich metod pracy.
3.3. Oprogramowanie
Wybór optymalnego poziomu szczegółowości modelu BIM jest bardzo ważny. Obiekty muszą być modelowane z wystarczającą ilością szczegółów, aby były przydatne w kontrolowaniu kolizji i zrozumieniu zakresu pracy. Jednocześnie zbyt wiele szczegółów sprawi, że model będzie bardzo duży, a oprogramowanie zacznie działać z opóźnieniem i będzie trudne do kontrolowania.
Zbrojenie sprężające i zakotwienia są ważnymi elementami mostu Randselva i umożliwiają uzyskanie smukłej konstrukcji. Ze względu na krzywiznę mostu w rzucie poziomym i połączenie dwóch różnych systemów konstrukcyjnych, geometria po naprężeniu jest bardzo złożona, a położenie elementów musi zostać dopasowane. Jednak do prawidłowego modelowania ważny jest jedynie zewnętrzny kształt geometrii kabli sprężających i zakotwień, ponieważ będzie on stanowić podstawę kontroli kolizji.
Sploty sprężające i wewnętrzna geometria zakotwień są wykonywane przez firmę dostarczającą dany produkt i nie wymagają modelowania. Fragment 200 kabli sprężających zamodelowanych na moście Randselva pokazano na powyższym rysunku.
Oprócz kabli sprężających zamodelowano całe zbrojenie konstrukcyjne potrzebne w projekcie mostu Randselva. Daje to bardzo dobre zrozumienie, które kolizje należy specjalnie zaprojektować i zamontować ze względu na kolizje i potencjalne problemy z instalacją. Wszystkie pręty zbrojeniowe w modelu BIM nie są jednak wolne od kolizji. Wybierane jest podejście pragmatyczne, w którym akceptowane są pewne kolizje pomiędzy prętami zbrojeniowymi w modelu, o ile jest oczywiste, że kolizje można łatwo skorygować na placu budowy. Zostało to szczegółowo uzgodnione z PNC Norge AS, firmą odpowiedzialną za prace mostowe.
Kolejną zaletą modelowania wszystkich prętów zbrojeniowych jest to, że zbrojenie można zamówić bezpośrednio z modelu BIM, co eliminuje potrzebę ręcznego tworzenia list zbrojeniowych. W obszarach o dużym zagęszczenia zbrojenia i ograniczonej przestrzeni, takich jak zakotwienia po sprężeniu, w wielu projektach tradycyjnie tworzone są makiety 1:1 na placu budowy w celu sprawdzenia wykonalności konstrukcji. Na potrzeby projektu mostu Randselva te makiety zostały wykonane cyfrowo i okazały się bardzo wydajnym i opłacalnym sposobem sprawdzania wykonalności.
W szczególności, ze względu na krzywiznę mostu, każda pozycja zakotwienia i odpowiadające jej zbrojenie są niemal wyjątkowe. W modelu BIM dokonano lokalnych korekt zbrojenia ogólnego i zbrojenia zakotwień dla każdego zakotwienia. Tradycyjnie wymagałoby to dużej liczby szczegółowych rysunków, aby uniknąć dodatkowej pracy na miejscu. Porównanie zbrojenia zmontowanego na miejscu pracy z makietą cyfrową opracowaną dla mostu Randselva przedstawiono na poniższym rysunku.
3.4. Plan wykonania BIM - BEP / BIM manual
Plan wykonania BIM – Execution Plan (BEP) lub BIM manual, jak jest powszechnie znany w Norwegii, to centralny dokument opisujący poziom i cele wykorzystania BIM w projekcie, podział odpowiedzialności i prezentujący przepływy pracy. Był to ważny dokument podczas projektu opartego na modelach, takiego jak most Randselva.
BEP składa się z dwóch części: ogólnej i szczegółowej dla projektu. Część ogólna dotyczy wszystkich projektów BIM w firmie i opisuje procesy pracy oraz obszary zastosowań BIM. Część dotycząca projektu jest wypełniana po zawarciu umowy z projektantem na spotkaniu startowym BIM. Definiuje specyficzne dla projektu ramy przepływu danych, planowania wielobranżowego i współpracy w projekcie.
BEP jest żywym dokumentem, który w razie potrzeby powinien być stale aktualizowany podczas trwania projektu.
Celem planu wykonania BIM jest opisanie wspólnych oczekiwań, dobrej współpracy i zrozumienia pomiędzy wszystkimi interesariuszami projektu. BEP powinien opisywać, w jaki sposób firma realizuje projekty BIM z modelem jako centralnym nośnikiem informacji od wczesnych etapów do planowania i produkcji. Dokument zawiera opis wymagań dotyczących współpracy BIM w projekcie oraz sposobu, w jaki należy zadbać o obowiązki, realizację i udział w działaniach, koncentrując się na zarządzaniu modelem i produkcie końcowym – modelu BIM zastosowanym do wykonania, oraz jeśli zostało to uzgodnione z klientem, podczas zarządzania obiektem (FM).
Dla mostu Randselva podręcznik BIM został przygotowany wspólnie przez wykonawcę i projektanta, po serii spotkań. Dokument był aktualizowany w trakcie projektu, gdy odkryto, że nowe metody lub przepływy pracy lepiej funkcjonują w tym konkretnym projekcie.
Kluczowa treść BEP – planu wykonania BIM / BIM manuala:
💡 Wspólne uzgodnienie w projekcie co do jego poziomu BIM i celów. Będzie to miało wpływ na modelowanie i strukturę modelu
💡 Wyjaśnienie i konfiguracja ról, obowiązków, interakcji i kontroli wielobranżowej. Zwykle wyjaśniane podczas spotkania rozpoczynającego współpracę BIM w projekcie
💡 Główne informacje, takie jak układ projektu z jednostkami, punktem zero i współrzędnymi, podział projektu i modelu oraz nazewnictwo
💡 Proste zasady modelowania, informacje o oprogramowaniu i wymianie plików
Podsumowanie pierwszej części
W pierwszej części serii o najdłuższym moście na świecie zbudowanym bez rysunków zapoznaliśmy się z ogólnymi informacjami o projekcie, wyzwaniami projektowymi i 4 rozwiązaniami tych wyzwań. Czekajcie na następną część, w której omówimy resztę rozwiązań dotyczących projektu! Przedstawimy między innymi:
- Sesje ICE i hackatony
- Projektowanie parametryczne
- Prawidłowe informacje we właściwym miejscu
- Ścisła współpraca z wykonawcą
Ten artykuł jest częścią przygotowanego przez BIM Corner studia przypadków – pt. Dzielenie się najlepszymi praktykami z Norwegii. Aby przeczytać cały dokument kliknij tutaj!
Bibliogafia
Tworząc tę serię i studium przypadku, korzystaliśmy z następujących źródeł:
- RANDSELVA BRIDGE: PLANNING AND BUILDING A 634m LONG BRIDGE SOLELY BASED ON BIM MODELS Øystein Ulvestad, Sweco Norge AS Tiago Vieira, Armando Rito Engenharia SA
- RANDSELVA BRIDGE: CONSTRUCTION WITHOUT DRAWINGS Wiktor Rybus, BIM Developer, Sweco Norway (do 01/2022 PORR/PNC)
- https://e-brim.com/randselva-bridge-digital-twins-bim-in-south-korea/
- https://www.ringeriksavisa.no/arkiv/item/8429-randselva-bru-apner-uten-budsjettsprekk
- Autorzy niektórych fotografii: Ståle Savland (SVV), Konrad Naborczyk (BIM Corner/Skanska
- Rendering: SWECO
